Det er året 3000. Etter å ha brukt opp alle jordas naturlige ressurser, har mennesker blitt et romfarende løp og etablert kolonier på månen. Store, forseglede kupler klynger seg over overflaten og bor byer befolket av hundretusener av mennesker. Denne kalde, grå klippen har på en måte blitt menneskehetens nye hjem.
Selvfølgelig er dette ren science fiction. Men ingen fremtidssyn er komplett uten en utenomjordisk koloni av mennesker, og siden månen er det nærmeste himmellegeme til planeten vår, er det den enkleste å forestille seg som vårt futuristiske hjem.
Men samsvarer denne visjonen med virkeligheten? Vil månen en dag være en varm egenskap, og i så fall, hvor mange mennesker kan det uvelkomne landskapet realistisk støtte?
En måte å svare på det spørsmålet på, forenklet, er å vurdere månens område. Månens overflate er omtrent 15,9% av jordas samlede landområde (unntatt jordens område dekket av hav). Teknisk sett, hvis vi pakket dette området med tettheten av jordas mest folkerike byer, ville vi kunne passe billioner på månens overflate.
Men hvor mange mennesker som kan få plass på månens overflate, er et helt annet spørsmål enn hvor mange mennesker den verden kunne støtte bærekraftig. Og i den forbindelse er månen definitivt jordas dårligere fetter.
"Det er et ganske karrig sted," sa Darby Dyar, seniorforsker ved Planetary Science Institute i Arizona og professor i astronomi ved Mount Holyoke College i Massachusetts. "Hver art søker å utvide sin økologiske nisje. Men den nye 'nisje', som er månen, er veldig ugjestmilde for mennesker," sa Dyar til Live Science.
Luft å puste
I motsetning til på Jorden, regner ikke vann fritt ned på månens overflate og samler seg inn i kropper vi kunne drikke av. Avgjørende mangler månen også en atmosfære med pustende luft. Jordens naturlige satellitt har heller ikke eksisterende økosystemer som lett kan støtte jordbruksfelt. Månen er også sårbar for solstormer, utbrudd fra solens overflate som sender ut elektromagnetisk stråling, som månen - uten beskyttelse av et magnetfelt - ikke kan bøye. Det er også ekstreme temperaturer, og lange vekslende perioder med mørke og lys, sa Dyar.
Alt dette kan gjøre at livet på månen virker umulig. Likevel overraskende er det ikke. Faktisk er det essensielle for menneskets eksistens - luft, vann, mat og husly - teoretisk sett ikke så uoppnåelig på månen som du kan forvente.
Ta luft. For å støtte en startpopulasjon på noen hundre mennesker på månen, må vi starte med å transportere luft til månens overflate, pumpe den inn i forseglede strukturer som mennesker vil bo i. Det virker uholdbart, men på kort sikt ville det faktisk være ganske kostnadseffektivt, sa Markus Landgraf, månens prosjektleder med European Space Agency. "Folk bruker ikke mye luft, og i lang tid trenger vi ikke å lage luften på månen. Vi kan ta den inn," sa han. "Transportkostnader for det er fremdeles håndterbare."
Hvis befolkningen vokste til titusenvis, ville vi imidlertid trenge å syntetisere oksygen på månen, en kostbar prosess. Men Landgraf sa at veksten av romutforskning de kommende tiårene kan gjøre prosessen mer økonomisk.
Det er fordi å drive romfartøy krever oksygen, så hvis etterspørselen øker, "er det mer økonomisk fornuftig å bygge oksygengeneratorer på månen for rakettdrivmiddel, i stedet for å drikke vann og luft for mennesker," sa Landgraf. Det ville redusere produksjonskostnadene og gjøre det billigere å produsere luft til månebeboere.
Vann, vann overalt
Hva med vann? Inntil for noen tiår siden mente forskere månen var helt tørr. Men nå vet de at det er en overraskende mengde væske spredt utover månens overflate.
"Vi tror det er vann igjen fra da månen dannet seg. Og vi vet at kometer, som i utgangspunktet er skitne snøballer, med jevne mellomrom påvirker månens overflate," sa Dyar. "Det er godt som tyder på at de der kometer påvirket overflaten fortsatt har ismagasiner i seg."
En annen vannkilde, sa hun, kommer i solvindene som brøler over verdensrommet; ladet med protoner, kolliderer disse med elektroner på månen og danner hydrogen.
Alt dette gir en anstendig mengde månevann, kanskje nok til å støtte en betydelig befolkning. Og vi har allerede utviklet teknologier på den internasjonale romstasjonen for å resirkulere drikkevann fra astronautens dusjvann, urin og svette. Dette kan til og med bruke fuktigheten fra pusten. På månen kan den teknologien skape en lukket sløyfe vannkilde for innbyggerne.
Men selv med resirkulering, sa Dyar, ville ikke disse vannreservene være uendelige; Resirkulering av vann om og om igjen medfører noe tap, så reservene må fylles opp en gang i blant. Dyar påpekte dessuten enorme, kostbare mengder energi med å knuse månebergene og mudre is fra dype kratre.
"Min personlige følelse er at månens kolonisering kommer til å være avhengig av at vi bringer hydrogen dit," sa hun. Det ville være kostbart å transportere det: rundt $ 220.000 per kilo, sa Landgraf.
Uten å vite hvor mye vann som for tiden er på månens overflate, er det også vanskelig å estimere hvor mange mennesker den kan støtte. Men vi vet i det minste at det muligens er nok til å gi en relativt bærekraftig vannkilde. I alle fall estimerte Landgraf at månepionerer ikke ville trenge å tappe månens vannressurser i minst de første fem til ti årene av bosetningen; det vil være billig nok å transportere vann der oppe og resirkulere det for et dusin mennesker som først vil kalle månen sitt hjem.
Når det gjelder månelandbruk, kunne vi etterligne jordas vekstforhold med "nesten-økosystemlignende lukkede kupler," sa Landgraf. Lunar landbruk ble næret av lange solskinn og dusjet med resirkulert vann, og kunne muligvis skalere opp for å mate tusenvis. Det er allerede mye forskning som tyder på at dyrking av avlinger i verdensrommet vil fungere.
Fly meg til månen
Det er fremdeles flere ukjente om hvordan vi ville gjort alt dette i praksis. Men teoretisk kan naturressurser støtte titusenvis, til og med millioner mennesker på månen. Så hvorfor er det ikke hundrevis av oss der oppe som ser på jorden?
Fordi de største begrensningene for å kolonisere månen ikke nødvendigvis er grenser for naturressurser, sa Landgraf, men de enorme kostnadene for å transportere folk der opp med romfartøy. Å gjøre det mer økonomisk vil kreve dristige teknologiske sprang - som oppfinnelsen av romheiser. Hvis vi hadde disse, "så snakker vi om titusenvis av mennesker på månen," sa Landgraf. "Så, egentlig er ikke vann begrensningen her. Det er transport."
Det er en annen advarsel, og det er her vi vender skarpt tilbake til virkeligheten: For nå er egentlig ikke kolonisering av månen målet. Jada, vi kunne se på månen som en slags Noahs ark i tilfelle en jordisk apokalypse. Men for øyeblikket ser internasjonale romfartsorganer månen ikke som en utpost fra katastrofe, men som et forskningsnav - og et potensielt utgangspunkt for å utforske resten av solsystemet vårt.
Med den tilnærmingen sa Langraf at vi kunne se til Antarktis etter ledetråder om menneskelig bolig. Antarktis, sannsynligvis den mest månelignende naturtypen på jorden, er hjemmet til svingende, sesongbestand på mellom ett og fire tusen forskere som kjemper mot frysende, tørre forhold for å gjøre arbeidet sitt. Siden forskning for tiden driver planlegging av måneforhold, gir det oss en ide om hvor mange mennesker som kan realistisk leve på månen de kommende tiårene: noen tusen om gangen, snarere enn millioner eller milliarder.
Til og med denne befolkningen vil sannsynligvis avta, erstattet av billigere, mer effektive roboter over tid, ifølge Dyar. "Når teknologien blir bedre, er det veldig liten grunn til at du virkelig trenger å sende et menneske for å gjøre vitenskapelig forskning," sa hun.
Det betyr imidlertid ikke at drømmene våre om månens statsborgerskap er over. Det er en annen faktor: menneskehetens uflekkelige drivkraft å utforske. Det kan tvinge fremtidige generasjoner til å kolonisere månen i millionene eller bruke den som en utskytningsplate for andre ekspedisjoner ut i verdensrommet.
"Mennesker er en av få arter som alltid utforsker, selv om det ikke er behov," sa Landgraf. "vært veldig vellykket med denne strategien. Ville det være fornuftig å endre det? Jeg tror ikke det."
- Disse 6 ulykkene nesten avsporet Apollo 11s oppdrag til månen
- Hva om mennesker aldri landet på månen?
- Hva er på Far Side of the Moon?
Redaktørens merknad: Denne artikkelen er oppdatert for å korrigere en uttalelse om månens område sammenlignet med jordens område, som ikke hadde spesifisert at den betydde området Jorden som ikke er dekket av hav.
